[發(fā)明專利]一種利用胺及其衍生物回用六氟磷酸鋰合成尾氣中五氟化磷的方法

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• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111439735A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊瑞甫;賴育河;周利彬;陳東林;肖文緒;肖豐賢
• 申請（專利權(quán)）人: 福建省龍德新能源股份有限公司
• 主分類號: C01B25/10
• 分類號: C01B25/10;C01D15/00
• 代理公司: 廈門原創(chuàng)專利事務(wù)所(普通合伙) 35101
• 代理人: 郭金華

本發(fā)明提供了一種利用胺及其衍生物回用六氟磷酸鋰合成尾氣中五氟化磷的方法，將胺及其衍生物與六氟磷酸鋰合成尾氣中的五氟化磷反應(yīng)形成固態(tài)或液態(tài)配合物，將所述固態(tài)或液態(tài)配合物分離出來，再對所述固態(tài)或液態(tài)配合物加熱釋放出五氟化磷，將釋放的五氟化磷凈化后二次導(dǎo)入六氟磷酸鋰合系統(tǒng)。該方法原料利用率高，減少污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用胺及其衍生物回用六氟磷酸鋰合成尾氣中五氟化磷的方法，屬于六氟磷酸鋰合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

從二十世紀下半頁開始，隨著科學技術(shù)的進步，人類社會進入了快速發(fā)展階段，對能源的需求也越來越大，作為一次能源的化石燃料，至今為止對人類的發(fā)展起到了無可估量的作用，但是人類也由此面臨著能源枯竭和環(huán)境污染的問題，尋找可替代的新型清潔能源成為人類面臨的共同挑戰(zhàn)。進入二十一世紀，新型能源的開發(fā)利用取得了舉世矚目的進展，尤其是鋰離子電池在傳統(tǒng)的3C(電腦、攝像機、手機等)、電動產(chǎn)業(yè)(如電動汽車)、儲能等領(lǐng)域成功地得到了應(yīng)用。

作為鋰離子電池關(guān)鍵原材料的六氟磷酸鋰已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。六氟磷酸鋰有多種合成方法，如氣固反應(yīng)法、HF溶劑法、有機溶劑法、離子交換法等，在前述的幾種方法中，只有無水氟化氫非水溶劑法成功的實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。在無水氟化氫非水溶劑法中日本關(guān)東電化的電解制氟工藝和森田化學(Morita)的五氯化磷工藝均具有各自獨特的優(yōu)點，其中五氯化磷法具有設(shè)備簡單、線路簡潔、成本低等優(yōu)點，為大多數(shù)廠商所采用。

在五氟化磷法合成六氟磷酸鋰的工藝中，主要的反應(yīng)有：

PCl₅+5HF→PF₅+5HCl

可以看出伴隨著合成反應(yīng)的進行，常常會產(chǎn)生大量的合成尾氣，尾氣的成分主要有氯化氫、氟化氫和五氟化磷，其中氯化氫由五氯化磷與氟化氫反應(yīng)產(chǎn)生，五氟化磷由氟化鋰與五氟化磷的反應(yīng)不完全產(chǎn)生，氟化氫由氯化氫夾帶以及氟化氫低沸點氣化產(chǎn)生。對于這些組成復(fù)雜的混合尾氣，現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)通行的做法是用多級水洗和堿洗的方法處理，不僅造成大量的氟化氫損耗，原料利用率低，引起成本上升，同時產(chǎn)生大量的工業(yè)危廢，需要委托有資質(zhì)的廠商專門處理，進一步造成成本的上升。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)一噸六氟磷酸鋰約有一噸的無水氟化氫隨尾氣進入三廢系統(tǒng)，一條1000噸/年的六氟磷酸鋰生產(chǎn)線每年氟化氫損失，超過一千萬元人民幣。因此研究一種能夠?qū)⑽矚飧咝Щ厥粘煞掷玫姆椒ǎ蔀楸狙芯康哪康摹?/p>

在六氟磷酸鋰尾氣回收產(chǎn)生的混合酸中，因為含磷而極大地限制了后續(xù)的工業(yè)再利用。五氟化磷進入尾氣系統(tǒng)后與水反應(yīng)產(chǎn)生磷酸、氟磷酸等，與氯化氫、氟化氫同屬質(zhì)子酸，性質(zhì)相似，難以分離，成為制約后續(xù)開發(fā)利用的難題。但是，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有有效的六氟磷酸鋰合成尾氣中五氟化磷的分離并回收利用的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種利用胺及其衍生物回用六氟磷酸鋰合成尾氣中五氟化磷的方法，可以有效解決上述問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種利用胺及其衍生物回用六氟磷酸鋰合成尾氣中五氟化磷的方法，將胺及其衍生物與六氟磷酸鋰合成尾氣中的五氟化磷反應(yīng)形成固態(tài)或液態(tài)配合物，將所述固態(tài)或液態(tài)配合物分離出來，再對所述固態(tài)或液態(tài)配合物加熱釋放出五氟化磷，將釋放的五氟化磷凈化后二次導(dǎo)入六氟磷酸鋰合成系統(tǒng)。

作為進一步改進地，將六氟磷酸鋰合成尾氣通過以胺及其衍生物為吸收劑的洗氣塔后，再加熱洗氣塔釋放五氟化磷，將釋放的五氟化磷凈化后二次導(dǎo)入六氟磷酸鋰合成系統(tǒng)。

作為進一步改進地，所述胺及其衍生物選自脂肪族胺、芳香族胺以及脂環(huán)族胺中的一種或幾種。

作為進一步改進地，所述脂肪族胺為乙基胺或N-甲基異丙基胺。

作為進一步改進地，所述芳香族胺為苯甲胺。